LiMn0.8Fe0.2PO4/C纳米复合材料的制备与电化学性能研究

编号：NMJS04843

篇名：LiMn0.8Fe0.2PO4/C纳米复合材料的制备与电化学性能研究

作者：苏婧； 吴兴隆； 郭玉国

关键词：LiMn0.8Fe0.2PO4/C纳米复合材料； 恒电流间歇滴定技术； 电化学阻抗谱； 锂化学扩散系数； 锂离子电池；

机构： 中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室

摘要： 结合溶胶-凝胶和高温固相合成方法成功制备了橄榄石结构的LiMn0.8Fe0.2PO4/C固溶体材料,X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征结果表明纳米尺度的LiMn0.8Fe0.2PO4颗粒均匀分散于原位形成的碳导电网络中。将该纳米复合材料用作锂离子电池正极材料时,充放电曲线中除了对应于Fe3+/Fe2+电对的较短平台(~3.5 V vs Li+/Li)外,更高电压的长平台(~4.1 V vs Li+/Li)对应于LiMn0.8Fe0.2PO4晶格中Mn随Li+脱出嵌入的氧化还原反应,该高的电压平台可明显提高相应锂离子电池的能量密度。此外,使用恒电流间歇滴定技术(GITT)和电化学阻抗谱(EIS)详细研究了LiMn0.8Fe0.2PO4/C电极中锂的化学扩散行为,GITT和EIS所得的锂化学扩散系数DLi分别为5×10-15~1×10-14cm2/s和1.27×10-13~2.11×10-13cm2/s。研究结果表明,DLi值随测试温度的升高而增加,因此可以通过提高工作温度来改善该类材料的电化学性能。